JP6201386B2 - Current estimation device - Google Patents
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Description
この発明は、電流を推定する技術に関する。特に三相の交流電圧を入力して直流電流を出力するダイオードブリッジに入力する交流電流を推定する技術に適する。 The present invention relates to a technique for estimating current. It is particularly suitable for a technique for estimating an alternating current input to a diode bridge that inputs a three-phase alternating voltage and outputs a direct current.
三相電源に接続されたインバータ回路が発生する高調波電流を検出するために、三相電源とインバータ回路の整流回路の間に、複数個の電流検出手段を設ける技術が提案されている(下掲の特許文献1〜3)。 In order to detect the harmonic current generated by the inverter circuit connected to the three-phase power supply, a technique has been proposed in which a plurality of current detection means are provided between the three-phase power supply and the rectifier circuit of the inverter circuit (below) Patent Documents 1 to 3) listed above.
複数個の電流検出手段を用いると、三相電源の電源線に対する誤接続の問題が発生する。 When a plurality of current detection means are used, a problem of erroneous connection to the power supply line of the three-phase power supply occurs.
上記問題を解決するには、例えば特許文献2,3に例示されるように、電流検出器の接続異常を検出する手段が必要となる。 In order to solve the above problem, as illustrated in Patent Documents 2 and 3, for example, a means for detecting a connection abnormality of the current detector is required.
この発明は、電流検出器の誤接続を回避し、あるいは更に電流検出器の個数を低減する技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique for avoiding erroneous connection of current detectors or further reducing the number of current detectors.
この発明にかかる電流推定装置は、三相の交流電圧を入力し、全波整流して直流電流(idc)を出力するダイオードブリッジ(21)と、前記直流電流が流れるリアクトル(25)と、前記リアクトルと前記ダイオードブリッジとの直列接続に対して並列に接続される平滑コンデンサ(22)とを備える電力変換装置において、前記ダイオードブリッジが出力する前記直流電流(idc,idc^)から前記ダイオードブリッジに入力する交流電流(ir,is,it)を推定する電流推定装置である。 A current estimation apparatus according to the present invention includes a diode bridge (21) that receives a three-phase AC voltage, outputs a DC current (idc) by full-wave rectification, a reactor (25) through which the DC current flows, the power converter and a smoothing capacitor (22) connected in parallel with the series connection between the diode bridge and a reactor, the DC current the diode bridge output (idc, idc ^) to the diode bridge from It is a current estimation device that estimates an input alternating current (ir, is, it).
そしてその第1の態様は、第1相の前記交流電圧(Vr)の電圧位相を検出する位相演算部(72)と、前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)を得る相電流演算部(76)とを備える。 And the 1st aspect has the phase calculating part (72) which detects the voltage phase of the said alternating voltage (Vr) of a 1st phase, and the estimated value (ir ^) of the said alternating current (ir) of the said 1st phase. A phase current calculation unit (76) for obtaining
前記相電流演算部は、前記第1相の前記交流電圧の極性が負から正に変わる時点での前記電圧位相を0度として、前記電圧位相が(i)30〜150度において前記直流電流と一致し、(ii)210〜330度において前記直流電流とは絶対値が等しく極性が異なり、(iii)それ以外の位相では値0を採る電流を、前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)とする。
The phase current calculation unit sets the voltage phase when the polarity of the AC voltage of the first phase changes from negative to positive as 0 degrees, and the voltage phase is (i) 30 to 150 degrees with the direct current (Ii) the current of which the absolute value is the same and the polarity is different from that of the direct current at 210 to 330 degrees, and (iii) the current takes the
第1の態様においては前記ダイオードブリッジの出力側から前記直流電流(idc)を検出する直流電流検出器(26)が更に備えられる。 DC current detector (26) is further provided for detecting the DC current (idc) from the output side of the front Symbol diode bridge in the first embodiment.
この発明にかかる電流推定装置の第2の態様では、二つの相の前記交流電流(iac1,iac2)から、他の一つの相の前記交流電流(iac3)を求め、三つの相の前記交流電流の同極性の波形を合成して、前記直流電流(idc)を推定する直流電流演算部(82)を更に備える。 In the second aspect of the current estimation apparatus according to the present invention, from the alternating current of two phases (IAC1, IAC2), obtains the alternating current of the other one phase (IAC3), the alternating current of three phases Are further provided with a DC current calculation unit (82) for estimating the DC current (idc).
そして前記相電流演算部(76)は前記直流電流演算部で推定された前記直流電流(idc^)から前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)を得る。 The phase current calculation unit (76) obtains an estimated value (ir ^) of the alternating current (ir) of the first phase from the direct current (idc ^) estimated by the direct current calculation unit.
第2の態様において、例えば前記二つの相の前記交流電流(iac1,iac2)を検出する交流電流検出器(81a)が更に備えられる。 In the second aspect, for example, an AC current detector (81a) for detecting the AC currents (iac1, iac2) of the two phases is further provided.
この発明にかかる電流推定装置の第3の態様では、一つの相の前記交流電流(iac1)の位相を120度もしくは240度シフトさせて他の二つの相の前記交流電流(iac2,iac3)を推定する位相シフタ(83)と、前記一つの相の前記交流電流と、推定された前記他の二つの相の前記交流電流(iac2^,iac3^)の同極性の波形を合成して、前記直流電流(idc)を推定する直流電流演算部(82)を更に備える。 In the third aspect of the current estimation apparatus according to the present invention, by the 120 degrees or 240 degrees phase-shifted alternating current (IAC1) of one phase other two of said alternating current phases (IAC2, IAC3) A phase shifter (83) to be estimated, the alternating current of the one phase, and the same polarity waveform of the estimated alternating currents (iac2 ^, iac3 ^) of the other two phases are combined, A direct current calculation unit (82) for estimating the direct current (idc) is further provided.
そして前記相電流演算部(76)は、前記直流電流演算部で推定された前記直流電流(idc^)から前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)を得る。 And the said phase current calculating part (76) obtains the estimated value (ir ^) of the said alternating current (ir) of said 1st phase from the said direct current (idc ^) estimated by the said direct current calculating part.
第3の態様において、例えば前記一つの相の前記交流電流(iac1)を検出する交流電流検出器(81b)が更に備えられる。 In the third aspect, for example, an AC current detector (81b) that detects the AC current (iac1) of the one phase is further provided.
この発明にかかる電流推定装置の第4の態様では、前記相電流演算部(76)は前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)の位相を120度もしくは240度シフトさせて、第2相の前記交流電流(is;it)の推定値(is^;it^)を得る。この発明にかかる電流推定装置の第1の態様乃至第3の態様が、かかる特徴を有してもよい。
In the fourth aspect of the current estimation apparatus according to the present invention, the estimated value (ir ^) phase 120 degrees or 240 degrees shift of the phase current computing unit (76) the alternating current of the first phase (ir) Thus, an estimated value (is ^; it ^) of the alternating current (is; it) in the second phase is obtained. The first to third aspects of the current estimation device according to the present invention may have such a feature.
この発明によれば、電流検出器の誤接続を回避し、あるいは更に電流検出器の個数を低減できる。 According to the present invention, erroneous connection of current detectors can be avoided, or the number of current detectors can be further reduced.
第1の実施の形態.
図1は本実施の形態において、アクティブフィルタ制御装置が採用される態様を示すブロック図である。
First embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a mode in which an active filter control device is employed in the present embodiment.
三相の交流電源1は負荷2へと三相の負荷電流Io(これは相毎の負荷電流ir,is,itを纏めて把握している)を供給する。並列形アクティブフィルタ6は交流電源1に三相の連系リアクトル4を介して接続される。並列形アクティブフィルタ6は三相の補償電流Icを出力する。
The three-phase AC power supply 1 supplies a load 2 with a three-phase load current Io (which collectively grasps the load currents ir, is, and it for each phase). The parallel
なお、ここでは補償電流Icについて並列形アクティブフィルタ6から交流電源1へ向かう方向を正に採っており、交流電源1から流れる電源電流Isと補償電流Icの和が負荷電流Ioであるとして説明する。
Here, the compensation current Ic is assumed to have a positive direction from the parallel
もちろん、補償電流Icの向きを当該実施の形態の説明と逆向きに採っても、それは補償電流Icの極性の符号(正負)が変わるに過ぎない。 Of course, even if the direction of the compensation current Ic is opposite to that in the description of the embodiment, it only changes the sign (positive or negative) of the polarity of the compensation current Ic.
負荷2はダイオードブリッジからなるコンバータ21と、インバータ23で制御されて冷媒(不図示)を圧縮する圧縮機(モータ24を備える)とを含む空気調和機である。負荷2は更に、インバータ23へと直流電圧Vcを供給するために、コンバータ21とインバータ23との間でローパスフィルタを有している。当該ローパスフィルタはチョークインプット型であって、リアクトル25とコンデンサ22を含んでいる。
The load 2 is an air conditioner including a
なお、負荷2において直流電流検出器26が設けられ、コンバータ21とインバータ23との間に流れる直流電流idcが検出される。上記ローパスフィルタはチョークインプット型であるので、直流電流idcはリアクトル25を流れる電流としても把握できる。
Note that a DC
並列形アクティブフィルタ6は例えばインバータ61とコンデンサ62とを備える。インバータ61は補償電流Icを入出力することにより、コンデンサ62を直流電圧Vdcに充放電する。例えばインバータ61は電圧形インバータであり、3つの電流経路がコンデンサ62に対して並列に接続され、各々の電流経路において二つのスイッチング素子が設けられる。
The parallel
なお、ローパスフィルタ9は、補償電流Icのリプルを除去する観点から、設けられることが望ましい。ここではローパスフィルタ9は一相分のみを図示しているが、実際には三相分設けられる。
Note that the low-
アクティブフィルタ制御装置は、変圧器71、位相演算部72、dq変換器11,73、ハイパスフィルタ74,75、相電流演算部76、減算器77、電圧制御器78、加算器79を備える。
The active filter control device includes a
変圧器71は交流電源1の三相電圧の一相分を検出し、これを位相演算部72に与える。位相演算部72は、検出した位相ωtをdq変換器73及び相電流演算部76に伝える。
The
相電流演算部76は、位相ωtに基づいて、直流電流検出器26によって検出された直流電流idcから、負荷電流ir,is,itとして推定される三相電流ir^,is^,it^を求める演算を行う。
The phase
以上のことから、本実施の形態において位相演算部72及び相電流演算部76は、あるいは更に直流電流検出器26を加えて、電流推定措置として把握できる。
From the above, in the present embodiment, the
dq変換器73は、三相電流ir^,is^,it^を三相/二相変換して負荷電流Ioのd軸成分、q軸成分を得る。ハイパスフィルタ74,75はd軸成分、q軸成分の低域成分、特に直流成分を除去する。また、dq変換器11は補償電流Icを三相/二相変換してd軸電流id、q軸電流iqを得る。
The
ここで、d軸及びq軸は位相演算部72で検出された位相ωtと同期して回転する回転座標系である。
Here, the d-axis and the q-axis are rotating coordinate systems that rotate in synchronization with the phase ωt detected by the
負荷電流Ioの、交流電源1の位相と同期する成分は、d軸成分、q軸成分において直流分として現れる。つまり負荷電流Ioに高調波成分が無ければd軸成分、q軸成分は直流成分のみとなる。よって上記ハイパスフィルタ74,75は、d軸成分、q軸成分として現れる、負荷電流Ioの高調波成分のみを出力する。
The component of the load current Io that is synchronized with the phase of the AC power supply 1 appears as a DC component in the d-axis component and the q-axis component. That is, if there is no harmonic component in the load current Io, the d-axis component and the q-axis component are only DC components. Therefore, the high-
減算器77はコンデンサ62が支える直流電圧Vdcとその指令値Vdc*との偏差を求める。電圧制御器78は減算器77から得られた偏差にPI制御(比例積分制御)を行ってd軸電流の補正値を求める。当該補正値は(d軸電流用の)ハイパスフィルタ74の出力と加算器79によって加算される。これによりd軸電流指令値id*が加算器79から得られる。
The
q軸電流指令値iq*は、q軸電流用のハイパスフィルタ75から得られる。
The q-axis current command value iq * is obtained from the high-
d軸電流指令値id*及びq軸電流指令値iq*は、直流電圧Vdcの脈動を考慮した負荷電流Ioの高調波成分を回転座標系において把握したものであると言える。 It can be said that the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * are obtained by grasping the harmonic component of the load current Io in consideration of the pulsation of the DC voltage Vdc in the rotating coordinate system.
よって補償電流Icのd軸電流id、q軸電流iqが、位相のずれなくd軸電流指令値id*、q軸電流指令値iq*と一致すれば、補償電流Icが負荷電流Ioの高調波成分を負担することになり、電源電流Isには高調波成分が発生しない。 Therefore, if the d-axis current id and the q-axis current iq of the compensation current Ic match the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * without a phase shift, the compensation current Ic becomes a harmonic of the load current Io. A component is borne, and no harmonic component is generated in the power supply current Is.
よって、d軸電流指令値id*、q軸電流指令値iq*は、補償電流Icを回転座標系において把握したd軸電流id、q軸電流iqに対する指令値として把握できる。 Therefore, the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * can be grasped as the command values for the d-axis current id and the q-axis current iq obtained by grasping the compensation current Ic in the rotating coordinate system.
アクティブフィルタ制御装置は、更に、減算器32d,32qと、電流制御器10d,10qと、駆動信号生成回路8を有している。
The active filter control device further includes
減算器32dはd軸電流指令値id*からd軸電流idを差し引いてd軸電流の偏差を求める。電流制御器10dは当該偏差に対してPI制御を行うことで、電圧指令値Vidを出力する。
The
減算器32qはq軸電流指令値iq*からq軸電流iqを差し引いてq軸電流の偏差を求める。電流制御器10qは当該偏差に対してPI制御を行うことで、電圧指令値Viqを出力する。
The subtractor 32q subtracts the q-axis current iq from the q-axis current command value iq * to obtain the q-axis current deviation. The
駆動信号生成回路8は、電圧指令値Vid,Viqに基づいて並列形アクティブフィルタ6を駆動する駆動信号Gを生成する。例えば駆動信号生成回路8は電圧指令値Vid,Viqとキャリアとを比較した結果に対する論理演算を行って駆動信号Gを生成する。よって電圧指令値Vid,Viqは駆動信号Gを介して間接的に並列形アクティブフィルタ6を制御する制御信号であると言える。
The drive
このような構成では補償電流Icのd軸電流id、q軸電流iqが、d軸電流指令値id*、q軸電流指令値iq*と一致するようにフィードバック制御される。よって補償電流Icは負荷電流Ioの高調波成分を負担することになり、電源電流Isには高調波成分が発生しない。 In such a configuration, feedback control is performed so that the d-axis current id and the q-axis current iq of the compensation current Ic coincide with the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq *. Therefore, the compensation current Ic bears the harmonic component of the load current Io, and no harmonic component is generated in the power supply current Is.
さて、このようなフィードバック制御が適切に行われるためには、負荷電流ir,is,itとして三相電流ir^,is^,it^を適切に推定しなければならない。 In order for such feedback control to be performed appropriately, the three-phase currents ir ^, is ^, it ^ must be appropriately estimated as the load currents ir, is, it.
従来のように、負荷電流ir,is,itのうちの少なくとも二相分を検出すると、検出された電流が、どの相に対応するかが明確でなければならない。つまり、負荷電流それ自体を検出し、これらをdq変換器73に供する場合には、二つの相についての電流検出器の誤接続を回避する必要がある。
As in the prior art, when at least two phases of the load currents ir, is, and it are detected, it must be clear to which phase the detected current corresponds. That is, when detecting the load currents themselves and supplying them to the
そこで、三相電流ir^,is^,it^が、それぞれどの相に相当するかは、電流検出器の接続箇所ではなく、位相ωt自体によって決定することが望ましい。以下、詳細に説明する。 Therefore, it is desirable to determine which phase each of the three-phase currents ir ^, is ^, and it ^ corresponds to, based on the phase ωt itself, not the connection location of the current detector. Details will be described below.
なお、以下では三相とはR相、S相、T相を指すものとし、変圧器71は交流電源1のR相電圧Vrを位相演算部72に出力するものとする。よって位相演算部72の位相ωtはR相電圧Vrの位相である。
In the following, it is assumed that the three phases indicate the R phase, the S phase, and the T phase, and the
変圧器71が交流電源1のR相電圧Vrを位相演算部72に出力するためには、変圧器71がR相用の配線に接続されることが前提である。ただしこれは一相分の誤接続を回避すれば足り、二相分の電流検出器の誤接続を回避する場合よりも簡易である。
In order for the
図2はR相電圧Vr、負荷電流ir,is,it、直流電流idc、推定されるR相の電流ir^を示すグラフである。横軸には時間と共に、R相電圧Vrの位相を「度」で示している。但し、R相電圧Vrの極性が負から正に変わるときの位相を0としている。 FIG. 2 is a graph showing R-phase voltage Vr, load currents ir, is, it, DC current idc, and estimated R-phase current ir ^. On the horizontal axis, the phase of the R-phase voltage Vr is shown in “degrees” with time. However, the phase when the polarity of the R-phase voltage Vr changes from negative to positive is set to zero.
図3は、負荷電流ir、補償電流IcのR相分、電源電流IsのR相分を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing the load current ir, the R phase of the compensation current Ic, and the R phase of the power supply current Is.
図2及び図3において、コンバータ21は全波整流を行う場合について例示している。
2 and 3, the
コンバータ21はダイオードブリッジで構成され、これが出力する直流電流idcはリアクトル25を流れる。このような構成においては、電源電圧が安定した状態であれば、負荷電流ir,is,itは、図2に示すように、相互に位相120度毎にシフトした関係にある。またその各々は、相互に120度の期間で離れた60度の期間において零となり、当該60度の期間を挟む一対の120度の期間においては、相互に極性が反対の波形を呈する。
The
そしてコンバータ21が全波整流を行う場合には、負荷電流ir,is,itの同極性側(ここでは正極側)の波形の合成として直流電流idcが得られる。
When
負荷電流irはR相電圧Vrの位相ωtが30〜150度において直流電流idcと一致し、210〜330度において直流電流idcとは絶対値が等しく極性が異なり、それ以外の位相では値0を採る。 The load current ir coincides with the DC current idc when the phase ωt of the R-phase voltage Vr is 30 to 150 degrees, the absolute value is the same as that of the DC current idc at 210 to 330 degrees, and the polarity is different. take.
負荷電流isはR相電圧Vrの位相ωtが150〜270度において直流電流idcと一致し、330〜360度、0〜90度において直流電流idcとは絶対値が等しく極性が異なり、それ以外の位相では値0を採る。
The load current is coincides with the direct current idc when the phase ωt of the R-phase voltage Vr is 150 to 270 degrees, and the absolute value is the same as that of the direct current idc at 330 to 360 degrees and 0 to 90 degrees. The phase takes the
負荷電流itはR相電圧Vrの位相ωtが270〜360度、0〜30度において直流電流idcと一致し、90〜210度において直流電流idcとは絶対値が等しく極性が異なり、それ以外の位相では値0を採る。
The load current it coincides with the DC current idc when the phase ωt of the R-phase voltage Vr is 270 to 360 degrees and 0 to 30 degrees, and at 90 to 210 degrees, the absolute value is the same as that of the DC current idc, and the polarity is different. The phase takes the
よって直流電流idcから、位相ωtにもとづいて、直流電流idcから、電圧位相の周期の120度分の期間を基準電流として抽出し、下記のようにして電流ir^を得ることができる。 Therefore, a period of 120 degrees of the voltage phase period is extracted from the DC current idc as a reference current from the DC current idc based on the phase ωt, and the current ir ^ can be obtained as follows.
R相電圧の極性が負から正に変わる時点での位相ωtを0度として、位相ωtが(i)30〜150度において直流電流idcと一致し、(ii)210〜330度において直流電流idcとは絶対値が等しく極性が異なり、(iii)それ以外の位相では値0を採る電流を、R相の負荷電流irの推定値たる電流ir^とする。 The phase ωt at the time when the polarity of the R-phase voltage changes from negative to positive is defined as 0 degree, and the phase ωt matches the direct current idc at (i) 30 to 150 degrees, and (ii) the direct current idc at 210 to 330 degrees. And (iii) a current that takes a value of 0 in other phases is a current ir ^ that is an estimated value of the R-phase load current ir.
電流is^,it^についても電流ir^と同様に求めても良いし、あるいは電流ir^をそれぞれ120度、240度分シフトして求めてもよい。 The current is ^ and it ^ may be obtained in the same manner as the current ir ^, or may be obtained by shifting the current ir ^ by 120 degrees and 240 degrees, respectively.
図2に示された電流ir^と図3に示された負荷電流irとは殆ど等しい。これにより、補償電流Icは正しく制御され、電源電流Isには殆ど高調波が重畳しない。 The current ir ^ shown in FIG. 2 is almost equal to the load current ir shown in FIG. Thereby, the compensation current Ic is correctly controlled, and almost no harmonics are superimposed on the power source current Is.
このように、負荷電流ir,is,itを推定するに際し、直流電流idcを検出するので、直流電流検出器26は単相分で足り、それ故に誤接続も回避される。
As described above, since the DC current idc is detected when the load currents ir, is, and it are estimated, the DC
第2の実施の形態.
図4は本実施の形態において、アクティブフィルタ制御装置が採用される態様を部分的に示すブロック図である。dq変換器73、位相演算部72、ローパスフィルタ9、コンバータ21に対して直接もしくは間接に接続される構成要素は図1と同じであるので省略した。
Second embodiment.
FIG. 4 is a block diagram partially showing a mode in which the active filter control device is employed in the present embodiment. The components connected directly or indirectly to the
本実施の形態では、第1の実施の形態の直流電流検出器26を除去し、二相の交流電流検出器81aを採用した。交流電流検出器81aは負荷電流Ioのいずれか二相分の負荷電流iac1,iac2を検出する。これらはどの相に対応するかを不問とする。
In the present embodiment, the DC
図5は本実施の形態と比較される技術を示すブロック図である。本実施の形態と同様に二相の交流電流検出器81aを採用するが、dq変換器73に対して、どの相に対応するかが決定された負荷電流ir,isが検出されなければならない。
FIG. 5 is a block diagram showing a technique compared with the present embodiment. Although the two-phase AC
このように本実施の形態では直流電流idcを検出しない。その代わり、直流電流演算部82が設けられ、これが負荷電流iac1,iac2から直流電流idcの推定値idc^を求める。
Thus, in this embodiment, the direct current idc is not detected. Instead, a direct
そして推定値idc^から、第1の実施の形態と同様にして相電流演算部76が三相電流ir^,is^,it^を求める。
Then, from the estimated value idc ^, the phase
よって本実施の形態は比較される技術に対して、交流電流検出器81aがどの相において負荷電流を検出するかを不問とするので、異なる相における負荷電流を検出する限り、誤接続の問題は存在しない。
Therefore, since the present embodiment does not ask in which phase the AC
このような利点を得るためには、負荷電流iac1,iac2から推定値idc^を適切に求めなければならない。以下、その手法を説明する。 In order to obtain such an advantage, it is necessary to appropriately obtain the estimated value idc ^ from the load currents iac1 and iac2. The method will be described below.
負荷電流Ioは三相電流であり、二相の交流電流検出器81aが検出しない相の負荷電流iac3は、負荷電流ia1,iac2の和を0から差し引いて求められる。
The load current Io is a three-phase current, and the load current iac3 of the phase not detected by the two-phase AC
そして第1の実施の形態において図2を用いて説明されたように、負荷電流ia1,iac2,ia3は相互に位相120度毎にシフトした関係にある。またその各々は、相互に120度の期間で離れた60度の期間において零となり、当該60度の期間を挟む一対の120度の期間においては、相互に極性が反対の波形を呈する。 As described with reference to FIG. 2 in the first embodiment, the load currents ia1, iac2, and ia3 are shifted from each other every 120 degrees. Further, each of them becomes zero in a period of 60 degrees apart from each other by a period of 120 degrees, and in a pair of 120 degrees periods sandwiching the period of 60 degrees, they exhibit waveforms having opposite polarities.
よってコンバータ21が全波整流を行う場合には、負荷電流ia1,iac2,ia3の同極性側(ここでは正極側)の波形の合成として推定値idc^が得られる。
Therefore, when
直流電流演算部82はこのような処理を行って、どの相に相当するかが不明な負荷電流ia1,iac2に基づいて、適切に直流電流idcの推定値idc^の推定値を得ることができる。
The DC
つまり本実施の形態では位相演算部72、相電流演算部76及び直流電流演算部82が、あるいは更に交流電流検出器81aを加えて、電流推定装置として把握できる。
That is, in the present embodiment, the
このように本実施の形態では、電流検出器の個数は従来と比較して必ずしも低減はされないが、誤接続の問題を回避することができるという利点がある。 Thus, in this embodiment, the number of current detectors is not necessarily reduced as compared with the conventional case, but there is an advantage that the problem of incorrect connection can be avoided.
第3の実施の形態.
図6は本実施の形態において、アクティブフィルタ制御装置が採用される態様を部分的に示すブロック図である。dq変換器73、位相演算部72、ローパスフィルタ9、コンバータ21に対して直接もしくは間接に接続される構成要素は図1と同じであるので省略した。
Third embodiment.
FIG. 6 is a block diagram partially showing a mode in which the active filter control device is employed in the present embodiment. The components connected directly or indirectly to the
本実施の形態では、第2の実施の形態の二相の交流電流検出器81aに代え、単相の交流電流検出器81bを採用した。交流電流検出器81bは負荷電流Ioのいずれか一相分の負荷電流iac1を検出する。これはどの相に対応するかを不問とする。
In the present embodiment, a single-phase alternating current detector 81b is employed instead of the two-phase alternating
また本実施の形態では第2の実施の形態で示された構成に対し、記憶装置83が追加される。当該記憶装置83は負荷電流iac1を入力し、交流電流検出器81bで検出されない負荷電流Ioの二相分の推定値iac2^,iac3^を位相ωtに基づいて生成する。
In this embodiment, a
直流電流演算部82は、負荷電流iac1と推定値iac2^,iac3^とから、第2の実施の形態と同様にして、直流電流idcの推定値idc^を求める。
The direct
相電流演算部76は、第1の実施の形態と同様にして、推定値idc^から三相電流ir^,is^,it^を生成する。
The phase
よって、交流電流検出器81bは単相分で足り、それ故に誤接続も回避される。このような利点を得るためには、負荷電流iac1から推定値iac2^,iac3^を適切に求めなければならない。以下、その手法を説明する。 Therefore, the alternating current detector 81b is sufficient for a single phase, and therefore erroneous connection is avoided. In order to obtain such advantages, it is necessary to appropriately obtain the estimated values iac2 ^ and iac3 ^ from the load current iac1. The method will be described below.
そして第1の実施の形態において図2を用いて説明されたように、負荷電流ia1,iac2,ia3は相互に位相120度毎にシフトした関係にある。よって記憶装置83が負荷電流ia1の波形を記憶し、位相ωtに基づいてこれを120度もしくは240度シフトさせて他の二つの相の負荷電流の推定値iac2^,iac3^を得ることができる。つまり記憶装置83は位相シフタとして機能する。
As described with reference to FIG. 2 in the first embodiment, the load currents ia1, iac2, and ia3 are shifted from each other every 120 degrees. Therefore, the
本実施の形態では位相演算部72、相電流演算部76、直流電流演算部82及び記憶装置83が、或いは更に交流電流検出器81bを加えて、電流推定装置として把握できる。
In the present embodiment, the
図7は記憶装置83の処理を示すグラフであり、R相電圧Vr、負荷電流iac1、推定値iac2^,iac3^の波形を示す。
FIG. 7 is a graph showing processing of the
図7では負荷電流iac1がR相についての電流である場合が例示されている。しかし上述のようにして一旦は直流電流idcの推定値idc^を得てから三相電流ir^,is^,it^が求められる。よって負荷電流iac1がどの相に対応するかは不問である。 FIG. 7 illustrates a case where the load current iac1 is a current for the R phase. However, once the estimated value idc ^ of the direct current idc is obtained as described above, the three-phase currents ir ^, is ^ and it ^ are obtained. Therefore, it does not matter which phase the load current iac1 corresponds to.
このように、負荷電流ir,is,itを推定するに際し、それらのいずれか一つのみを検出するので、交流電流検出器81bは単相分で足り、それ故に誤接続も回避される。 In this way, when estimating the load current ir, is, it, only one of them is detected, so that the AC current detector 81b is sufficient for a single phase, and therefore erroneous connection is avoided.
21 コンバータ
22 平滑コンデンサ
25 リアクトル
26 直流電流検出器
72 位相演算部
76 相電流演算部
81a,81b 交流電流検出器
82 直流電流演算部
21
Claims (7)
前記直流電流が流れるリアクトル(25)と、
前記リアクトルと前記ダイオードブリッジとの直列接続に対して並列に接続される平滑コンデンサ(22)と
を備える電力変換装置において、前記ダイオードブリッジが出力する前記直流電流(idc,idc^)から前記ダイオードブリッジに入力する交流電流(ir,is,it)を推定する電流推定装置であって、
第1相の前記交流電圧(Vr)の電圧位相を検出する位相演算部(72)と、
前記第1相の前記交流電圧の極性が負から正に変わる時点で前記電圧位相を0度として、前記電圧位相が
(i)30〜150度において前記直流電流と一致し、
(ii)210〜330度において前記直流電流とは絶対値が等しく極性が異なり、
(iii)それ以外の位相では値0を採る電流を、前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)とする相電流演算部(76)と、
前記ダイオードブリッジの出力側から前記直流電流(idc)を検出する直流電流検出器(26)と
を備える、電流推定装置。 A diode bridge (21) for inputting a three-phase AC voltage, full-wave rectifying and outputting a DC current (idc);
A reactor (25) through which the direct current flows;
The power converter and a smoothing capacitor (22) connected in parallel with the series connection between the diode bridge and the reactor, the diode bridge the DC current (idc, idc ^) from which the diode bridge output A current estimation device for estimating an alternating current (ir, is, it) input to
A phase calculator (72) for detecting a voltage phase of the alternating voltage (Vr) of the first phase;
When the polarity of the AC voltage of the first phase changes from negative to positive, the voltage phase is set to 0 degree, and the voltage phase is
(i) said match the DC current at 30 to 150 degrees,
(ii) from said DC current in 210-330 degrees different polarity equal absolute value,
(iii) a phase current calculation unit (76) in which a current that takes a value of 0 in other phases is an estimated value (ir ^) of the alternating current (ir) of the first phase ;
A current estimation device comprising: a direct current detector (26) for detecting the direct current (idc) from the output side of the diode bridge .
前記直流電流が流れるリアクトル(25)と、
前記リアクトルと前記ダイオードブリッジとの直列接続に対して並列に接続される平滑コンデンサ(22)と
を備える電力変換装置において、前記ダイオードブリッジが出力する前記直流電流(idc,idc^)から前記ダイオードブリッジに入力する交流電流(ir,is,it)を推定する電流推定装置であって、
第1相の前記交流電圧(Vr)の電圧位相を検出する位相演算部(72)と、
前記第1相の前記交流電圧の極性が負から正に変わる時点で前記電圧位相を0度として、前記電圧位相が
(i)30〜150度において前記直流電流と一致し、
(ii)210〜330度において前記直流電流とは絶対値が等しく極性が異なり、
(iii)それ以外の位相では値0を採る電流を、前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)とする相電流演算部(76)と、
二つの相の前記交流電流(iac1,iac2)から、他の一つの相の前記交流電流(iac3)を求め、三つの相の前記交流電流の同極性の波形を合成して、前記直流電流(idc)を推定する直流電流演算部(82)と
を備え、
前記相電流演算部(76)は前記直流電流演算部で推定された前記直流電流(idc^)から前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)を得る、電流推定装置。 A diode bridge (21) for inputting a three-phase AC voltage, full-wave rectifying and outputting a DC current (idc);
A reactor (25) through which the direct current flows;
A smoothing capacitor (22) connected in parallel to the series connection of the reactor and the diode bridge;
A current estimation device that estimates an alternating current (ir, is, it) input to the diode bridge from the direct current (idc, idc ^) output from the diode bridge,
A phase calculator (72) for detecting a voltage phase of the alternating voltage (Vr) of the first phase;
When the polarity of the AC voltage of the first phase changes from negative to positive, the voltage phase is set to 0 degree, and the voltage phase is
(i) coincides with the direct current at 30 to 150 degrees,
(ii) At 210 to 330 degrees, the direct current has the same absolute value and different polarity,
(iii) a phase current calculation unit (76) in which a current that takes a value of 0 in other phases is an estimated value (ir ^) of the alternating current (ir) of the first phase;
The alternating current (iac3) of the other one phase is obtained from the alternating currents (iac1, iac2) of two phases, and the waveforms of the same polarity of the alternating currents of the three phases are synthesized, and the direct current ( DC current calculation unit (82) for estimating idc)
With
The phase current calculation unit (76) obtains an estimated value (ir ^) of the alternating current (ir) of the first phase from the direct current (idc ^) estimated by the direct current calculation unit. .
を更に備える、請求項2記載の電流推定装置。 AC current detector (81a) for detecting the AC currents (iac1, iac2) of the two phases
The current estimation device according to claim 2 , further comprising:
前記直流電流が流れるリアクトル(25)と、
前記リアクトルと前記ダイオードブリッジとの直列接続に対して並列に接続される平滑コンデンサ(22)と
を備える電力変換装置において、前記ダイオードブリッジが出力する前記直流電流(idc,idc^)から前記ダイオードブリッジに入力する交流電流(ir,is,it)を推定する電流推定装置であって、
第1相の前記交流電圧(Vr)の電圧位相を検出する位相演算部(72)と、
前記第1相の前記交流電圧の極性が負から正に変わる時点で前記電圧位相を0度として、前記電圧位相が
(i)30〜150度において前記直流電流と一致し、
(ii)210〜330度において前記直流電流とは絶対値が等しく極性が異なり、
(iii)それ以外の位相では値0を採る電流を、前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)とする相電流演算部(76)と、
一つの相の前記交流電流(iac1)の位相を120度もしくは240度シフトさせて他の二つの相の前記交流電流(iac2,iac3)を推定する位相シフタ(83)と、
前記一つの相の前記交流電流と、推定された前記他の二つの相の前記交流電流(iac2^,iac3^)の同極性の波形を合成して、前記直流電流(idc)を推定する直流電流演算部(82)と
を備え、
前記相電流演算部(76)は前記直流電流演算部で推定された前記直流電流(idc^)から前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)を得る、電流推定装置。 A diode bridge (21) for inputting a three-phase AC voltage, full-wave rectifying and outputting a DC current (idc);
A reactor (25) through which the direct current flows;
A smoothing capacitor (22) connected in parallel to the series connection of the reactor and the diode bridge;
A current estimation device that estimates an alternating current (ir, is, it) input to the diode bridge from the direct current (idc, idc ^) output from the diode bridge,
A phase calculator (72) for detecting a voltage phase of the alternating voltage (Vr) of the first phase;
When the polarity of the AC voltage of the first phase changes from negative to positive, the voltage phase is set to 0 degree, and the voltage phase is
(i) coincides with the direct current at 30 to 150 degrees,
(ii) At 210 to 330 degrees, the direct current has the same absolute value and different polarity,
(iii) a phase current calculation unit (76) in which a current that takes a value of 0 in other phases is an estimated value (ir ^) of the alternating current (ir) of the first phase;
A phase shifter (83) for estimating the alternating currents (iac2, iac3) of the other two phases by shifting the phase of the alternating current (iac1) of one phase by 120 degrees or 240 degrees;
A direct current that estimates the direct current (idc) by synthesizing waveforms of the same polarity of the alternating current of the one phase and the estimated alternating currents (iac2 ^, iac3 ^) of the other two phases. Current calculation unit (82) and
With
The phase current calculation unit (76) obtains an estimated value (ir ^) of the alternating current (ir) of the first phase from the direct current (idc ^) estimated by the direct current calculation unit. .
を更に備える、請求項4記載の電流推定装置。 AC current detector (81b) for detecting the AC current (iac1) of the one phase
The current estimation device according to claim 4 , further comprising:
前記直流電流が流れるリアクトル(25)と、
前記リアクトルと前記ダイオードブリッジとの直列接続に対して並列に接続される平滑コンデンサ(22)と
を備える電力変換装置において、前記ダイオードブリッジが出力する前記直流電流(idc,idc^)から前記ダイオードブリッジに入力する交流電流(ir,is,it)を推定する電流推定装置であって、
第1相の前記交流電圧(Vr)の電圧位相を検出する位相演算部(72)と、
前記第1相の前記交流電圧の極性が負から正に変わる時点で前記電圧位相を0度として、前記電圧位相が
(i)30〜150度において前記直流電流と一致し、
(ii)210〜330度において前記直流電流とは絶対値が等しく極性が異なり、
(iii)それ以外の位相では値0を採る電流を、前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)とする相電流演算部(76)と
を備え、
前記相電流演算部(76)は
前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)の位相を120度もしくは240度シフトさせて、第2相の前記交流電流(is;it)の推定値(is^;it^)を得る、電流推定装置。 A diode bridge (21) for inputting a three-phase AC voltage, full-wave rectifying and outputting a DC current (idc);
A reactor (25) through which the direct current flows;
A smoothing capacitor (22) connected in parallel to the series connection of the reactor and the diode bridge;
A current estimation device that estimates an alternating current (ir, is, it) input to the diode bridge from the direct current (idc, idc ^) output from the diode bridge,
A phase calculator (72) for detecting a voltage phase of the alternating voltage (Vr) of the first phase;
When the polarity of the AC voltage of the first phase changes from negative to positive, the voltage phase is set to 0 degree, and the voltage phase is
(i) coincides with the direct current at 30 to 150 degrees,
(ii) At 210 to 330 degrees, the direct current has the same absolute value and different polarity,
(iii) a phase current calculation unit (76) in which a current having a value of 0 in the other phases is an estimated value (ir ^) of the alternating current (ir) of the first phase;
With
The phase current calculation unit (76)
By shifting the phase of the estimated value (ir ^) of the alternating current (ir) of the first phase by 120 degrees or 240 degrees, the estimated value (is ^; it) of the alternating current (is; it) of the second phase ^) To obtain a current estimation device.
前記第1相の前記交流電流(ir)の推定値(ir^)の位相を120度もしくは240度シフトさせて、第2相の前記交流電流(is;it)の推定値(is^;it^)を得る、請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の電流推定装置。 The phase current calculation unit (76) shifts the phase of the estimated value (ir ^) of the alternating current (ir) of the first phase by 120 degrees or 240 degrees, so that the alternating current (is; it; estimate of) (is ^; it ^) obtaining a current estimation device of any one of claims 1 to 5.
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